Tane özelliklerinin gerilme-genleşim bağıntıları ve göçme yüzeyi geometrisine etkileri

Kohezyonsuz zeminlerin gerilme-genleşim ilişkileri, zeminlerin mekanik ve fiziksel özelliklerinden etkilenmektedir. Fakat, literatürdeki genleşim davranışının zemin mukavemetine etkilerini belirten ampirik bağıntılar, sadece farklı başlangıç sıkılık ve hücre basıncı koşullarında gerçekleştirilmiş kesme deneylerinin sonuçları baz alınarak türetilmiştir. Bu nedenle, mevcut çalışmada fiziksel tane özelliklerinin, literatürde yer alan mevcut gerilme-genleşim ve kayma mukavemeti bağıntılarına etkilerini araştırmak adına farklı tane boyutu ve tane şekline sahip zeminler üzerinde geniş ölçekli bir konsolidasyonlu, drenajlı üç eksenli kesme deneyi programı gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, farklı gerilme izleri ile deneyler tekrarlanarak gerilme izinin maksimum kayma mukavemetine etkileri araştırılmıştır. Sonuç olarak granüler zeminlerin fiziksel karakteristiklerini, gerilme-genleşim bağıntısı parametreleri ve gerilme–kayma mukavemeti ilişkisi sabitleri ile ilişkilendiren ampirik bağıntılar önerilmiştir. Çalışma kapsamında, hacimsel genleşim davranışının granüler dolguların aktif göçme durumundaki kayma düzlemi geometrisine etkileri de araştırılmıştır. Bu amaçla, küçük ölçekli, 1g koşullarında fiziksel istinat duvar deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deneyler, farklı başlangıç göreceli yoğunluk ve sürşarj yükü kademelerinde, değişken dane dağılımına ve ayrı dane şekline sahip kohezyonsuz zeminler üzerinde uygulanmıştır. Fiziksel model genişliği uygun büyüklükte tutularak, kayma düzlemi oluşumuna kemerlenme etkisi bertaraf edilmiştir. Göçme yüzeyleri, parçacık görüntüleme odaklı hız ölçümü (PGHÖ) metodu kullanılarak meydana çıkartılmıştır. Test edilen zeminlerin mekanik özellikleri, fiziksel modelin yatay ve düşey duvarlarına basınç sensörleri yerleştirilerek hesaplanmıştır. Böylece, farklı tane boyutu ve tane şekline sahip granüler zeminlerin kayma yüzeyi geometrileri ve maksimum sürtünme açılarındaki farklılıklar incelenmiştir. Tanelerin fiziksel karakteristiklerinin, özellikle yüksek sürşarj yükleri altında granüler zeminlerin hacimsel genleşim davranışına oldukça etki ettiği tespit edilmiştir. Bu nedenle, mevcut ampirik bağıntılar, dane boyutu ve tane şekli etkilerini de ihtiva edecek şekilde genişletilmiştir.